15년 3회차

전해연마에 일반적으로 사용되는 전해액은 인산, 황산, 과염소산 계열이다.

이들 산은 금속 표면을 균일하게 용해시켜 광택면을 얻는 데 적합하지만, 초산은 전해연마 전해액으로 일반적으로 사용되는 성분이 아니다.

아베의 원리는 표준자(눈금자)와 피측정물을 동일 축선상에 배치해야 측정오차를 최소화할 수 있다는 원리이다.

내측 측정 시 최댓값을 택하는 것, 눈금선 간격의 일치, 단도기 지지 방법에 관한 설명은 아베의 원리와 직접 관련이 없다.

회전하고 있는 공작물을 손이나 공구로 직접 정지시키는 행위는 절대 금지되는 위험한 작업이다.

• 장갑·반지 등 착용 금지는 회전체에 말려드는 사고를 막기 위한 올바른 수칙이다.
• 바이트를 짧고 단단하게 고정하는 것은 진동과 이탈을 막는 올바른 수칙이다.
• 드릴작업에서 구멍 가공이 거의 끝날 때 이송을 천천히 하는 것은 관통 순간의 충격을 막는 올바른 수칙이다.

액체호닝의 가공면 상태는 공기압력, 분출각도, 연마제의 혼합비 등 분사 조건에 의해 주로 결정된다.

가공 온도는 액체호닝 가공면 상태를 좌우하는 일반적 요인으로 다루지 않는다.

이동 방진구는 왕복대의 새들에 고정되어 바이트와 함께 이동하면서 공작물을 지지하는 방진구이다.

베드의 상면에 고정하는 것은 고정 방진구의 설치 방식이며, 이동 방진구는 두 개의 조로 공작물을 지지하며 바이트와 함께 움직인다는 점이 특징이다.

A는 약 26.196mm이다.

지름 6mm(반지름 r = 3mm)인 핀은 밑면과 60° 경사면이 이루는 모서리에 두 면과 동시에 접하므로, 핀 중심은 60°의 이등분선(밑면에서 30°) 위에 놓이고 밑면에서 높이 r만큼 떠 있다.

모서리 꼭짓점(치수 X가 끝나는 위치)에서 핀 중심까지의 수평 거리는
$r\cot 30^\circ = 3 \times 1.732 = 5.196\,\mathrm{mm}$

그림의 A는 그 꼭짓점이 아니라 핀의 가장 바깥쪽 접선까지의 거리이므로 반지름을 한 번 더 더한다.
$A = X + r\cot 30^\circ + r = 18 + 5.196 + 3 = 26.196\,\mathrm{mm}$

스패너 자루에 파이프 등 연장대를 끼워 힘을 늘려 사용하는 것은 스패너나 너트가 파손되거나 미끄러져 다칠 위험이 있어 금지되는 작업이다.

몸의 균형을 잡고 작업하는 것, 너트에 맞는 스패너를 사용하는 것, 해머 대용으로 사용하지 않는 것은 모두 올바른 안전수칙이다.

절삭온도는 칩의 색깔, 열량계, 열전대 등을 이용해 측정한다.

공구현미경은 공구의 마모량이나 형상을 측정하는 기기로, 절삭온도 측정 방법에 해당하지 않는다.

우연 오차는 원인이 불분명하고 우연적으로 발생하는 오차로, 반복 측정으로 완전히 보정할 수 없고 통계적으로 그 영향을 줄이는 것만 가능하다.

계통 오차는 일정한 원인에 의해 규칙적으로 나타나는 오차이고, 개인 오차와 계기 오차는 각각 측정자의 주의력 부족, 측정기 자체의 상태(압력·온도·마모 등)에서 비롯되는 오차이다.

한계게이지는 최대·최소 허용 치수의 합격 여부만 판정하는 게이지로 조작이 간단하여 별도의 숙련된 경험 없이도 사용할 수 있다.

대량 측정에 적합하고 합격·불합격 판정이 쉬운 대신, 측정하려는 치수마다 각각의 게이지를 별도로 제작해야 하는 단점이 있다.

연삭작업 중에는 숫돌커버를 반드시 장착한 상태로 작업해야 하며, 커버를 벗기고 작업하는 것은 파편 비산 등 중대한 사고를 유발하는 위험한 행위이다.

회전속도를 규정 이상으로 높이지 않는 것, 진동 발생 시 즉시 작업을 멈추는 것, 보안경을 착용하는 것은 모두 올바른 안전수칙이다.

절삭동력은 절삭속도와 절삭저항력의 곱을 절삭효율로 나누어 구한다.

절삭속도 $V = \dfrac{\pi D N}{1000} = \dfrac{\pi \times 102 \times 300}{1000} \approx 96.1\ \mathrm{m/min} \approx 1.60\ \mathrm{m/s}$

이론 절삭동력 $P = F \times V = 981\ \mathrm{N} \times 1.60\ \mathrm{m/s} \approx 1.57\ \mathrm{kW}$

절삭효율 75%를 적용하면 실제 소요동력은 $\dfrac{1.57}{0.75} \approx 2.1\ \mathrm{kW}$이다.

공구가 마모되면 절삭저항은 일반적으로 급격히 증가하며, 절삭저항 분력이 급격히 저하되는 현상은 공구수명 판정 기준으로 사용하지 않는다.

날의 마멸량, 완성 공작물의 치수 변화, 가공면에 나타나는 광택 무늬 등은 실제 현장에서 널리 쓰이는 공구수명 판정 방법이다.

압축공기로 가공액과 연마재를 혼합해 가공물 표면에 고압·고속으로 분사하여 다듬질하는 가공법을 액체호닝이라 한다.

버핑은 회전하는 천 등으로 광택을 내는 가공, 초음파 가공은 초음파 진동으로 공구를 왕복시켜 가공하는 방법, 슈퍼피니싱은 미세한 숫돌 입자로 표면을 다듬는 가공으로 압축공기 분사 방식과는 다르다.

연삭숫돌 표시에서 네 번째 자리인 “5”는 조직을 나타낸다.

연삭숫돌은 숫돌입자 - 입도 - 결합도 - 조직 - 결합제 순서로 표시하는 것이 원칙이다. “WA 60 K 5 V”를 이 순서에 대응시키면 WA는 숫돌입자(백색 알루미나), 60은 입도, K는 결합도, 5는 조직, V는 결합제(비트리파이드)가 된다.

조직은 숫돌 부피에 대한 입자의 밀도, 즉 기공의 많고 적음을 뜻하며 숫자가 클수록 성긴 조직이다. 입도도 숫자로 적히지만 두 번째 자리이고, 결합도는 알파벳 한 글자, 결합제는 맨 끝의 V·B·R 등으로 자리를 세어 구분하면 헷갈리지 않는다.

절삭가공에서 가공물의 재질, 절삭 깊이, 절삭 속도는 절삭력·공구수명·표면거칠기 등에 직접적으로 큰 영향을 미치는 핵심 절삭조건이다.

반면 절삭 순서는 공정 진행 방법에 관한 문제일 뿐, 개별 절삭가공의 결과에 미치는 영향은 상대적으로 적다.

일반적으로 거친 절삭(황삭)은 절삭속도를 느리게, 이송속도를 빠르게 하여 짧은 시간에 많은 양을 제거하고, 다듬질 절삭은 절삭속도를 빠르게, 이송과 절삭깊이를 작게 하여 표면을 곱게 마무리한다.

따라서 거친 절삭에서 절삭속도를 빠르게 하고 이송속도를 느리게 한다는 설명은 실제 가공 원칙과 반대이다.

절삭저항의 3분력은 절삭방향의 주분력, 공구 배면방향의 배분력, 이송방향의 이송분력으로 구성된다.

칩분력이라는 용어는 절삭저항의 3분력에 포함되지 않는다.

구멍 축에 직각 방향으로 볼트머리나 너트가 닿는 자리면을 평면으로 깎아내는 가공을 스폿 페이싱이라 한다.

카운터 싱킹은 접시머리 나사 자리를 원뿔면으로 가공하는 것이고, 카운터 보링은 볼트머리를 묻히도록 단이 진 구멍을 넓히는 가공이며, 보링은 이미 뚫린 구멍의 내경을 넓히거나 정밀하게 다듬는 가공이다.

트위스트 드릴 홈 사이 중심부인 웨브(web) 두께와 같이 좁고 골이 진 부위를 정밀 측정할 때는 앤빌과 스핀들 끝이 뾰족한 포인트 마이크로미터가 적합하다.

나사 마이크로미터는 나사의 유효지름, 그루브 마이크로미터는 홈의 폭·깊이나 홈까지의 거리, 다이얼 게이지 마이크로미터는 평면부 치수 비교 측정에 쓰이므로 드릴 웨브 두께 측정에는 적합하지 않다.

정면도에 나타난 작은 사각형과 그 안의 사선은 몸체 앞쪽이 사각 단면으로 파이고 그 바닥이 경사져 있음을 뜻한다. 평면도의 긴 대각선은 윗면 전체가 한쪽으로 낮아지는 빗면임을, 측면도의 작은 사각형은 파인 부분이 수직 벽면으로 끝남을 나타낸다. 세 투상을 모두 만족하는 입체는 4번이다.

축을 옆에서 본 도면에 이의 방향을 나타내는 비스듬한 가는 실선 3개가 그려져 있으므로 헬리컬 기어이다.

기어 약도에서는 이를 하나하나 그리지 않고, 이가 축에 대해 기울어져 있다는 사실만 경사진 가는 실선 세 줄로 나타내도록 되어 있다. 그림 왼쪽 뷰의 왼쪽 아래에서 오른쪽 위로 향하는 세 줄이 그것이며, 오른쪽 뷰는 축 방향에서 본 모습으로 이끝원과 1점 쇄선의 피치원, 안쪽 구멍의 키홈이 보인다.

다른 기어라면 도시가 달라진다.

• 베벨기어는 두 축이 교차하므로 정면도가 원뿔 모양으로 그려진다.
• 웜은 축을 따라 나사처럼 감긴 이 모양으로 그려지고, 하이포이드 기어는 두 축이 만나지 않고 어긋난 원뿔형으로 표시된다.

필릿 용접 기호가 파선(식별선) 쪽에 붙어 있고 앞에 a6이 적혀 있으므로, 화살표 반대쪽을 목 두께 6mm로 필릿 용접하라는 뜻이다.

KS 용접기호는 실선인 기준선과 그에 나란한 파선인 식별선으로 이루어지며, 기준선(실선) 쪽에 기호가 있으면 화살표 쪽, 식별선(파선) 쪽에 있으면 화살표 반대쪽 용접을 뜻한다. 그림에서는 직각삼각형 모양의 필릿 용접 기호가 파선 쪽에 놓여 있다.

치수 앞의 문자도 구분해야 한다. a는 목 두께(용접부 단면에 내접하는 삼각형의 높이), z는 목 길이(각장)를 뜻하므로 a6은 목 길이가 아니라 목 두께가 6mm라는 표시이다. (출제 당시 KS B 0052 기준)

밑판 위에 세워진 벽의 윗면이 가장 높은 왼쪽 끝에서 오른쪽 끝까지 한 장의 평면으로 비스듬히 내려가는 입체가 세 투상도를 모두 만족한다.

정면도에서 벽의 윤곽은 직각삼각형이다. 왼쪽 끝이 수직으로 서서 가장 높고, 그 꼭대기에서 오른쪽 끝 밑판 윗면까지 경사선이 꺾임 없이 한 줄로 이어진다. 따라서 벽 윗면이 수평인 형상, 뒤 모서리가 뾰족하게 솟아 양쪽으로 내려가는 지붕 모양, 그리고 왼쪽 블록 윗면이 수평이고 그 오른쪽에서 한 단 낮아진 뒤 경사가 시작되는 형상은 모두 이 윤곽과 맞지 않아 제외된다.

평면도에서는 앞쪽 왼편이 반원으로 둥근 밑판 위에 ㄱ자로 꺾인 경계선이 나타난다. 벽이 왼쪽에서는 앞뒤로 두껍고 오른쪽에서는 뒤쪽에 붙은 좁은 띠로 이어진다는 뜻이며, 정면도 가운데의 세로선은 바로 이 두꺼운 부분이 끝나는 자리여서 경사선 위에서 시작해 밑판까지 내려온다.

우측면도에서 왼쪽으로 낮게 튀어나온 부분은 앞으로 뻗은 반원 코이고, 가로로 그은 파선은 오른쪽 끝이 아래로 두꺼워진 부분에 가려진 밑판 바닥면이다. 정면도 오른쪽 아래가 한 단 더 내려와 있는 것과 같은 형상이다.

왼쪽은 높고 오른쪽은 한 단 낮은 계단 형상에, 높은 쪽 윗면에는 좌우로 뚫린 V홈이 있고 낮은 계단면 위에는 폭 방향으로 이어지는 리브가 솟아 있는 입체가 세 투상도를 모두 만족한다.

정면도가 왼쪽 약 1/3만 높고 나머지는 낮은 L자 단차로 그려졌으므로, 오른쪽 끝까지 같은 높이인 형상은 먼저 제외된다. 낮은 쪽에 보이는 두 개의 수평선은 위쪽이 리브의 윗면, 아래쪽이 계단 바닥면이다.

평면도에서는 왼쪽 높은 부분에 왼쪽 끝면으로 열린 좁고 긴 홈이, 오른쪽에는 폭 방향으로 길게 놓인 리브의 양쪽 경계선이 나타난다. 우측면도에서 파선 두 줄이 한 점으로 모이는 것은 이 홈의 바닥이 뾰족한 V자임을, 가운데가 볼록하게 솟은 단은 리브의 단면임을 뜻한다.

정면도에서 홈이 파선으로 그려진 이유는 홈이 깊이 방향 가운데에 있어 앞쪽 벽에 가려지기 때문이며, 이 세 가지 특징을 모두 갖춘 입체가 답이 된다.

지시 기호에서 c 자리는 컷오프 값(기준 길이)을 적는 칸이므로 '가공 여유'라고 한 설명은 옳지 않다. 가공 여유는 왼쪽 괄호 안의 e 자리에 기입한다.

그림의 기호는 대상면에 세운 60° 삼각 기호와 꺾인 가로선으로 이루어져 있고, 각 자리의 뜻은 a=거칠기 값, b=가공 방법, c=컷오프 값(빗금 뒤의 f는 Ra 이외의 파라미터 값), d=줄무늬 방향 기호, (e)=다듬질 여유로 정해져 있다(출제 당시 KS 표면 거칠기 표시 기준).

따라서 c를 제외한 나머지 설명은 규정과 일치한다.

• 삼각 기호 위의 a에는 중심선 평균 거칠기(Ra) 등 거칠기 값을 적는다.
• 가로선 위의 b에는 절삭·연삭 같은 가공 방법을 적는다.
• 삼각 기호 오른쪽의 d에는 줄무늬 방향을 나타내는 기호를 적는다.

원 안에 P를 넣은 기호가 돌출 공차역을 지시한다.

돌출 공차역은 구멍에 끼워지는 볼트·핀처럼 부품 밖으로 돌출되는 부분까지 공차를 적용하려 할 때 쓰며, 공차값 뒤와 돌출 길이를 나타내는 치수 앞뒤에 이 기호를 붙여 지시한다.

보기에 함께 제시된 나머지 기호는 뜻이 다르다.

• 원 안의 M은 최대 실체 공차 방식(MMC)을 지시하는 기호이다.
• 사각형 안에 대문자를 넣은 것은 데이텀을 나타내는 데이텀 문자 기호이다.
• 원을 가로선으로 이등분하고 그 안에 문자를 넣은 것은 데이텀 타깃을 나타내는 기호이다.

도형 안에 가는 실선으로 그은 대각선은 그 부분이 평면임을 나타내는 표시이다.

그림은 원통 모양의 축에서 중간의 깎아 낸 부위와 끝부분에 각각 가는 실선 대각선을 X자로 그어 두었는데, 이는 그 면이 원통면(곡면)이 아니라 평평하게 다듬어진 면임을 뜻한다. 이렇게 표시하면 측면도나 단면도를 따로 그리지 않아도 평면 가공 부위를 한 도면에서 알릴 수 있다.

곡면이나 홈, 라운드 부분은 이 표시로 나타내지 않고 외형선과 치수, 필요하면 부분 확대도 등으로 나타낸다.

공차값 칸이 위아래 두 줄로 나뉘어 기입되면 두 조건을 동시에 만족해야 하므로, 둘 중 하나만 만족하면 된다는 설명은 틀리다.

그림의 기입틀은 첫 칸에 평행사변형 기호가 들어 있어 평면도 공차를 지시하며, 공차값 칸에는 위쪽에 0.2, 아래쪽에 0.1/100×100이 적혀 있다.

즉 대상면 전체에 대해서는 0.2mm 이내여야 하고, 동시에 그 면 위의 임의의 100mm×100mm 지정 넓이 안에서는 0.1mm 이내의 평면도를 만족해야 한다.

십자에 대각선을 겹쳐 여덟 갈래 별 모양으로 그리고 깃발을 2개 붙인 기호가 이에 해당한다.

구멍의 간략 표시에서 십자만 그리면 카운터 싱크가 없는 구멍이고, 여기에 대각선을 더해 별 모양이 되면 양쪽 면에 카운터 싱크가 있음을 나타낸다.

깃발은 현장 작업을 지시하는 표시로, 개수에 따라 뜻이 달라진다.

• 깃발 없음: 공장에서 드릴 가공하고 공장에서 끼워 맞춤
• 깃발 1개: 공장에서 드릴 가공하고 현장에서 끼워 맞춤
• 깃발 2개: 현장에서 드릴 가공하고 현장에서 끼워 맞춤

기계구조용 탄소강재는 KS규격에서 SM+탄소함유량(관용값)+C의 형태로 표기하며, SM40C는 탄소함유량 약 0.40%인 기계구조용 탄소강재를 뜻한다.

SS330은 일반구조용 압연강재, GC100은 회주철품, ALDC1은 알루미늄 다이캐스팅용 합금 기호로 기계구조용 탄소강재와는 다른 재료이다.

구멍이 축보다 항상 크므로 헐거운 끼워 맞춤이고, 최대 틈새는 0.059이다.

구멍 70H7은 위 치수 허용차 +0.030, 아래 치수 허용차 0이므로 최대 70.030, 최소 70.000이다.
축 70g6은 위 치수 허용차 -0.010, 아래 치수 허용차 -0.029이므로 최대 69.990, 최소 69.971이다.

축의 최대 허용 치수 69.990이 구멍의 최소 허용 치수 70.000보다 작아 어떤 조합에서도 반드시 틈새가 생긴다. 그래서 억지나 중간이 아닌 헐거운 끼워 맞춤으로 분류된다.

최대 틈새 = 구멍의 최대 허용 치수 − 축의 최소 허용 치수
= 70.030 − 69.971 = 0.059

그림은 두 축을 코터(cotter)로 연결한 구조를 보여준다. 코터는 축 방향으로 인장력이나 압축력이 작용하는 두 축(또는 부재)을 쐐기 모양의 평판으로 관통시켜 결합하며, 필요시 분해가 쉬운 것이 특징이다. 핀은 주로 작은 힘의 위치 고정이나 회전 방지에, 키는 축과 보스의 회전력(토크) 전달에, 플랜지는 축을 볼트로 결합하는 데 사용되므로 그림의 축 방향 인장·압축력 전달 및 분리 목적에는 코터가 적합하다.

Tr 40×7-6H에서 Tr은 미터 사다리꼴나사, 40은 나사의 호칭지름, 6H는 나사의 등급(공차)을 나타낸다.

여기서 7은 나사산의 수가 아니라 나사의 피치(pitch, mm)를 의미한다.

화살표와 기준선이 만나는 곳에 원과 깃발이 함께 붙은 기호가 전체 둘레 현장 용접을 나타낸다.

교점에 그린 원은 이음부의 전체 둘레(온둘레)를 돌아가며 용접하라는 뜻이고, 깃발은 공장이 아니라 현장에서 용접하라는 뜻이므로 둘을 함께 쓰면 전체 둘레 현장 용접이 된다.

원만 그려져 있으면 현장 지시가 빠진 전체 둘레 용접이고, 깃발만 있으면 둘레 전체라는 지시가 없는 현장 용접이므로 문제의 조건을 모두 담지 못한다.

피아노선재는 KS 규격(KS D 3556)에서 SWRS로 표기하며, 스프링·와이어로프 등에 쓰이는 고탄소 선재이다.

HSWR은 경강선재를 나타내는 기호이며, 나머지 보기도 피아노선재를 나타내는 KS 재질 기호가 아니다.

사각형 윤곽 안에 축선과 직각인 짧은 직선 2개가 나란히 그려진 것이 복렬 깊은 홈 볼 베어링의 약식 도시 기호이다.

간략 도시에서 구름체는 짧은 직선 하나로 나타내고 그 개수가 열(row) 수를 뜻하므로, 직선이 두 개면 복렬이다. 또 직선이 축선과 직각이면 접촉각이 0°인 깊은 홈(레이디얼) 형식임을 뜻한다.

직선이 비스듬히 기울어져 있거나 원호(구면) 위에 얹혀 있는 기호는 접촉각을 가진 앵귤러형이나 조심(자동조심)형을 나타내므로 깊은 홈 볼 베어링이 아니다.

두 입체가 서로 관통하여 만날 때 두 표면이 만나는 경계선을 상관선이라 한다.

제도에서 상관선은 두 입체의 교차 형상을 정확히 나타내기 위해 투상도에 표시한다.

탄소공구강 강재는 KS 기호로 STC로 표기하며, 탄소함유량이 높아 공구용으로 사용하는 강재이다.

나머지 보기는 배관용·구조용 강재 등 탄소공구강과는 다른 용도의 재료 기호이다.

순금속의 선팽창계수는 대체로 알루미늄 > 구리 > 철 > 크롬 순으로 크다.

알루미늄은 결정격자 구조상 온도 변화에 따른 원자간 거리 변화가 커서 선팽창계수가 크고, 크롬은 상대적으로 조밀하고 안정된 구조로 선팽창계수가 작다.

탄소강에 망간(Mn)을 첨가하면 황(S)과 결합하여 MnS를 형성함으로써 적열메짐을 방지하고, 동시에 주조성과 담금질 효과(경화능)를 향상시킨다.

황·인·규소는 각각 취성이나 편석 등 강의 성질에 다른 영향을 미치는 원소로, 적열메짐 방지 및 담금질 효과 향상이라는 조건에는 해당하지 않는다.

Fe-C 평형상태도에서 탄소량이 0.8%를 넘어서면(과공석강) 시멘타이트의 양은 오히려 증가한다.

강의 A2 변태점은 약 768℃ 부근이며, 탄소량 0.8% 이하를 아공석강이라 하고, α고용체(페라이트)와 시멘타이트의 층상 혼합조직을 펄라이트라 하는 설명은 모두 옳다.

순금속 중 열전도율이 가장 높은 금속은 은(Ag)이며, 상온(20℃) 기준으로 약 420 W/(m·K) 수준이다.

금(Au)은 약 320, 아연(Zn)은 약 120, 마그네슘(Mg)은 약 160 W/(m·K) 정도로 모두 은보다 낮다.

인바, 엘린바, 슈퍼인바는 온도 변화에 따른 치수·탄성 변화가 매우 작은 불변강에 해당한다.

인코넬은 니켈을 주성분으로 하는 내열·내식 합금으로, 열팽창을 억제하는 불변강이 아니라 고온에서의 내산화성·내식성이 뛰어난 합금이다.

6:4 황동에 약 0.8% 정도의 주석을 첨가하여 내해수성을 높인 특수황동을 네이벌 황동이라 하며, 선박용 부품 등에 사용한다.

강력황동, 납황동, 애드미럴티황동(7:3황동에 주석 첨가)은 조성과 용도가 달라 본 문제의 설명과 일치하지 않는다.

분괴압연으로 만들어지는 각형 대강편 중 한 변의 길이가 약 150~300mm인 것을 블룸(bloom)이라 한다.

빌릿(billet)은 블룸보다 단면이 작은 소강편이고, 슬래브(slab)는 폭이 넓고 두께가 얇은 판재형 강편이며, 보드(board)는 분괴압연 강편의 명칭이 아니다.

인청동에서 첨가하는 인(P)의 함량은 일반적으로 0.05~0.5% 수준이다.

인은 청동의 탈산제 역할과 함께 강도·내마모성을 높이는 역할을 하지만, 소량만 첨가해도 효과가 있어 수 %에서 20% 이상에 이르는 다량 첨가는 하지 않는다.

과공석강의 풀림은 A1 변태점 바로 위에서 가열하는 것이 일반적이며, A3 변태점보다 30~50℃ 높게 가열한다는 설명은 아공석강의 완전풀림 조건에 해당한다.

구상화 풀림으로 기계적 성질을 개선하는 것, 응력제거 풀림으로 잔류응력을 없애는 것, 완전풀림으로 강을 연하게 하여 가공성을 높이는 것은 모두 옳은 설명이다.

강을 표준상태로 만들고 가공조직을 균일화하며 결정립을 미세화할 목적으로 하는 열처리를 불림(노멀라이징)이라 한다.

불림은 A3(또는 Acm) 변태점보다 30~50℃ 높은 온도로 가열한 후 공랭하여 조직을 표준화하는 열처리이다.

두 축이 서로 교차하면서 회전력을 전달하는 기어는 베벨기어 계열이며, 이 중 잇줄이 곡선(나선형)으로 되어 있는 것이 스파이럴 베벨기어이다.

스퍼기어와 헬리컬 기어는 두 축이 평행한 경우에 쓰이고, 래크와 피니언은 회전운동을 직선운동으로 바꾸는 데 사용되므로 교차축 전동과는 무관하다.

축의 허용비틀림응력으로 비틀림 모멘트를 구한 뒤 각속도를 곱해 전달동력을 구한다.

$T=\dfrac{\pi}{16}\tau d^{3}=\dfrac{\pi}{16}\times 39.2\times 50^{3}\approx962113\ \mathrm{N\cdot mm}$

$\omega=\dfrac{2\pi N}{60}=\dfrac{2\pi\times300}{60}\approx31.42\ \mathrm{rad/s}$

따라서 $H=T\omega\approx962.11\times31.42\approx30230\ \mathrm{W}$이므로, 약 30.23kW가 최대 전달동력이다.

유니파이 보통나사(UNC) 규격에서 "1/4-20UNC"는 1/4인치의 바깥지름을 의미한다. 1인치는 25.4mm이므로 1/4인치는 25.4 ÷ 4 = 6.35mm이다. 뒤의 "20"은 1인치당 나사산 개수(피치)를 나타내는 것으로 지름과는 무관하다.

원형봉의 비틀림 변형을 이용해 하중을 흡수하는 스프링은 토션 바이다.

겹판 스프링은 굽힘 변형을, 벌류트 스프링은 원뿔형 코일의 압축 변형을 이용하며, 랫칫 휠은 스프링이 아니라 역회전을 막는 기구이다.

강판의 인장응력은 리벳 구멍이 뚫린 순단면적에 하중을 나누어 구하고, 이음효율은 구멍이 없는 판에 대한 강도비로 구한다.

$\sigma=\dfrac{W}{(p-d)t}=\dfrac{12260}{(60-20)\times15}=\dfrac{12260}{600}\approx20.43\ \mathrm{MPa}$

$\eta=\dfrac{p-d}{p}=\dfrac{60-20}{60}\approx0.667$이므로 이음효율은 약 66%이다.

일반용(표준) V벨트 단면의 홈각은 국제 규격상 40°로 정해져 있다.

풀리 홈의 각도는 걸리는 위치(피치원)에 따라 이보다 작게(약 32~38°) 만들어 쐐기효과를 높이지만, 벨트 자체의 공칭 각도는 40°이다.

축이 전달하는 토크를 구한 뒤, 키의 전단응력 조건으로부터 필요한 키 길이를 구한다.

$T=9.55\times10^{6}\dfrac{H}{N}=9.55\times10^{6}\times\dfrac{50}{350}\approx1364286\ \mathrm{N\cdot mm}$

$T=\tau b \ell \dfrac{d}{2}\ \Rightarrow\ \ell=\dfrac{2T}{\tau b d}=\dfrac{2\times1364286}{40\times12\times60}\approx94.7\ \mathrm{mm}$

따라서 필요한 최소 키 길이는 약 95mm이다.

자동 하중 브레이크는 화물의 자중(하중)이 그대로 제동력으로 작용해 스스로 제동되는 구조로, 웜 브레이크·나사 브레이크·캠 브레이크가 이에 해당한다.

밴드 브레이크는 별도의 조작력(레버 등)으로 밴드를 죄어 제동하는 방식이므로 자동 하중 브레이크로 분류되지 않는다.

안전율은 기준강도를 허용응력으로 나눈 값이다.

$S=\dfrac{\sigma_{u}}{\sigma_{a}}=\dfrac{400}{100}=4.0$이므로 안전율은 4.0이다.

레이디얼·축방향 하중을 동하중계수로 환산한 상당(등가)하중을 구한 뒤, 수명식으로 필요한 기본 동정격하중을 구한다.

$P=XF_r+YF_a=0.35\times6.5+1.8\times3.5=8.575\ \mathrm{kN}$

볼베어링 수명식 $L_h=\dfrac{10^{6}}{60N}\left(\dfrac{C}{P}\right)^{3}$에 $L_h=30000,\ N=600$을 대입하면 $\left(\dfrac{C}{P}\right)^{3}=\dfrac{30000\times60\times600}{10^{6}}=1080$, $C=P\times1080^{1/3}\approx8.575\times10.26\approx88.0\ \mathrm{kN}$로 약 88.0kN이 필요하다.

구면 위의 점은 R cos v cos u, R cos v sin u, R sin v의 세 성분으로 표시되므로, x·y 성분에 cos v가 공통으로 곱해지고 z 성분이 R sin v인 식이 옳다.

위도 v가 정해지면 그 위도선은 높이 z = R sin v에 놓이고 반지름이 R cos v인 원이 되며, 그 원 위에서 경도 u가 x, y를 각각 cos u, sin u로 나눠 준다.

실제로 대입하면 $x^2+y^2+z^2 = R^2\cos^2 v(\cos^2 u+\sin^2 u)+R^2\sin^2 v = R^2$이 되어 반지름 R인 구를 만족한다. v = π/2를 넣으면 (0, 0, R)로 극점이 나오는 것도 위도의 정의와 맞는다.

z 성분이 R cos v로 되어 있거나 cos·sin에 붙는 인수가 u와 v로 뒤바뀐 식은 위 관계식을 만족하지 못해 구가 되지 않는다.

솔리드 모델링은 물체의 내부까지 정보를 포함하므로 은선 제거, 질량·부피 등 물리적 성질 계산, 간섭체크가 모두 가능하다.

다만 데이터량이 많아 와이어프레임 모델링보다 메모리 용량이 많이 요구되는 것은 사실이다. 따라서 간섭체크가 불가능하다는 설명이 솔리드 모델링의 특징과 어긋난다.

사각블록·구·원통 등 기본 입체(primitive)를 불리언(합·차·교) 연산으로 조합해 형상을 만드는 방식은 CSG(Constructive Solid Geometry) 방식이다.

B-rep 방식은 면·모서리·꼭짓점의 경계정보로 형상을 표현하고, NURBS는 곡선·곡면 표현 기법이므로 기본 입체 조합 방식과는 다르다.

베른슈타인(Bernstein) 다항식을 블렌딩 함수로 사용하는 곡선 방정식은 베지어(Bezier) 곡선이다.

퍼거슨 곡선은 3차 에르미트(Hermite) 기저를, B-스플라인·NURBS는 B-스플라인 기저함수를 사용한다는 점에서 구분된다.

로케이터(locator) 장치는 화면상의 좌표(위치) 정보를 입력하는 장치로, 조이스틱·마우스·트랙볼이 대표적이다.

라이트 펜은 화면의 특정 요소를 지시해 선택하는 피킹(picking) 장치에 가까워 좌표 입력용 로케이터로 분류되지 않는다.

디지털 목업(DMU)은 실물 목업 대신 컴퓨터상의 모델로 간섭검사·기구학적 검사·가상 보행(walk-through) 등을 수행하는 기술로, surface·solid 모델을 기반으로 한다.

오히려 여러 부품을 조립한 조립체(assembly) 모델링에 주로 적용되는 기술이므로, 조립체 모델링에는 적용하지 않는다는 설명은 사실과 다르다.

면과 면이 만나는 모서리(edge)만으로, 즉 점·직선·곡선으로 물체를 표현하는 방식은 와이어 프레임 모델링이다.

솔리드 모델링은 면과 내부 정보를 모두 포함하고 서피스 모델링은 면(곡면) 정보를 포함한다는 점에서, 선(edge)만으로 표현하는 와이어 프레임과 구분된다.

구하는 직선은 $x+\sqrt{3}\,y=2$이다.

x축과 이루는 각이 150°이므로 기울기는 $\tan 150^\circ = -\dfrac{1}{\sqrt{3}}$이고, 이를 만족하는 직선은 $x+\sqrt{3}\,y=c$ 꼴로 쓸 수 있다.

원점에서 이 직선까지의 거리는 $d=\dfrac{|c|}{\sqrt{1^2+(\sqrt{3})^2}}=\dfrac{|c|}{2}$이므로, d = 1이 되려면 c = 2여야 한다.

같은 꼴이라도 우변이 1이면 원점까지의 거리가 0.5가 되어 조건에 맞지 않고, $\sqrt{3}\,x+y=2$는 기울기가 $-\sqrt{3}$이라 x축과 120°를 이룬다.

CAD에서 점의 위치를 정의하는 좌표계는 직교좌표계·원통좌표계·구면좌표계가 표준적으로 사용된다.

벡터 좌표계는 점의 위치를 정의하는 좌표계 명칭으로 쓰이지 않으므로 해당하지 않는다.

곡선이 조정점을 연결하는 다각형의 외측에 존재한다는 설명은 거짓이다. 베지어 곡선은 조정점들을 연결한 제어 다각형의 내측(convex hull 내부)에 존재하며, 절대 외측에 나갈 수 없다.

이는 베지어 곡선의 볼록포(convex hull property)라 불리는 중요한 특성이다. 따라서 "외측에 존재한다"는 설명은 베지어 곡선의 정의에 모순된다.

• 첫 번째·마지막 조정점 통과: 참—곡선은 첫 번째와 마지막 조정점을 반드시 통과한다.
• 1개 조정점 변화가 곡선 전체에 영향: 참—임의의 조정점 변화는 전체 곡선 형상에 영향을 미친다(전역 성질).
• n개 조정점에 의한 (n-1)차 곡선: 참—n개 조정점으로 정의된 베지어 곡선은 (n-1)차 다항식 곡선이다(예: 4개 점 → 3차 곡선).

솔리드 모델의 면 일부 또는 전체를 원하는 방향으로 당겨서 물체가 늘어나도록 변형시키는 기능을 리프팅(Lifting)이라 한다.

스위핑은 단면을 경로를 따라 이동시켜 입체를 생성하는 기능이고 스키닝은 여러 단면 곡선을 덮어 곡면을 만드는 기능이며, 트위킹은 형상 요소를 밀거나 당겨 전체 형상을 변형하는 좀 더 포괄적인 편집 기능이라는 점에서 구분된다.

특징 형상 모델링(Feature-based Modeling)은 모떼기·구멍·슬롯 등 특징 형상(feature) 단위로 모델을 구성하며, 이 정보를 바탕으로 공정계획을 자동 생성할 수 있다.

반면 트위킹은 형상을 자유롭게 밀고 당겨 변형하는 직접 편집 방식으로, 특징 형상 모델링의 주된 수행 방법이 아니다.

B-스플라인 곡선은 조정점 하나를 이동해도 그 주변 구간에만 영향을 주는 국소적(local) 변형이 가능하다는 점이 베지어 곡선과 다른 특징이다.

베지어 곡선은 조정점 하나를 옮기면 곡선 전체의 형상이 바뀌는 전역적 특성을 가지며, 자유곡선 표현이나 양 끝점 통과 여부는 두 곡선이 공통으로 갖는 성질이다.

트리밍(trimming)은 화면 표시 영역 밖의 선을 잘라내는 것이 아니라, 서로 교차하는 곡선·면의 불필요한 부분을 교차점(경계) 기준으로 잘라내는 기능이다. 화면 영역 밖의 선을 잘라내는 것은 클리핑(clipping)에 해당한다.

포켓(관통하지 않는 홈), 토글(On/Off 반복 설정), 셰이딩(명암을 넣어 솔리드로 표시)에 대한 나머지 설명은 옳다.

두 식을 제곱해 더하면 $x^2+y^2=r^2\cos^2\theta+r^2\sin^2\theta=r^2$이 되므로, 궤적은 원점을 중심으로 하는 반지름 r의 원이다.

매개변수 θ가 0에서 2π까지 변하는 동안 점 (r cos θ, r sin θ)는 원점에서의 거리가 항상 r로 일정하게 유지되면서 한 바퀴를 돈다.

타원은 x, y에 서로 다른 계수가 붙어야 하고, 쌍곡선은 두 제곱항의 부호가 달라야 하며, 포물선은 한쪽 변수만 제곱 항으로 남아야 하므로 모두 이 식과 맞지 않는다.

3×2 행렬과 2×3 행렬의 곱이므로 결과는 3×3 행렬이 되며, 1행이 2 1 8, 2행이 1 0 3, 3행이 1 1 5인 행렬이 된다.

행렬의 곱은 앞 행렬의 각 행과 뒤 행렬의 각 열을 대응시켜 곱한 뒤 더한다. A의 1행 (1, 2)에 B의 각 열을 곱하면 $1\times0+2\times1=2$, $1\times1+2\times0=1$, $1\times2+2\times3=8$ 이다.

같은 방법으로 A의 2행 (0, 1)에서는 $0+1=1$, $0+0=0$, $0+3=3$ 이 나오고, 3행 (1, 1)에서는 $0+1=1$, $1+0=1$, $2+3=5$ 가 나온다.

정리하면 $AB=\begin{bmatrix}2 & 1 & 8\\ 1 & 0 & 3\\ 1 & 1 & 5\end{bmatrix}$ 이다. 나머지 보기는 3×2, 2×3, 2×2 크기의 행렬이어서 곱의 크기 규칙(3×2 곱하기 2×3 = 3×3)부터 성립하지 않는다.

해석 결과를 바탕으로 응력·온도 분포도나 변형도를 작성하거나, CAD 형상 모델로부터 NC 가공 데이터를 생성하는 프로그램(절차)을 포스트프로세서(Post-processor)라 한다.

프리프로세서는 해석에 필요한 모델링·메쉬 생성 등 입력 준비 단계를 담당하므로, 결과를 처리·가공데이터로 변환하는 이 문항의 설명과는 반대되는 단계이다.

IGES 파일은 Start Section, Global Section, Directory Entry Section, Parameter Data Section, Terminate Section의 구조로 이루어진다.

Local Section은 IGES 파일 구조에 속하지 않는 명칭이다.

컴퓨터 내부 장치 간의 신호 교환과 입·출력 장치 간의 신호 전달, 명령어 수행을 담당하는 CPU 구성요소는 제어장치(control unit)이다.

기억장치는 데이터·명령어 저장을, 입력·출력장치는 정보의 입력과 출력을 담당하는 별개의 구성요소이다.

정전기식 플로터는 정전기를 이용해 래스터(raster) 방식으로 도형을 그리므로, 도형의 복잡도와 관계없이 작화속도가 일정하고 펜식 플로터보다 속도가 빠르다.

다만 정전기식 플로터는 특수 감광지에 출력하는 장치이며, 마이크로필름 출력은 주로 필름 레코더 등 별도 장치의 용도이므로 이 설명은 옳지 않다.